德国科学家已经找到方法,可以从普通植物中提取制造智能手机所需的关键元素——锗。
锗是一种半导体元素,可被用于制造晶体管,因为它能以极快速度传输电荷。现在,硅锗合金已经成为现代生活中不可或缺的材料,对生产电脑、智能手机以及光纤电缆等至关重要。在红外线照射下,锗呈现透明状态,也被用于汽车的智能转向系统和泊车传感器上。
尽管锗普遍存在于世界各地的土壤中,但很难提取,目前大部分供应来自中国。现在,德国弗莱堡工业大学的科学家认为,他们已经找到革命性方法,可以从本国土壤中提取锗,只是需要大自然给与一点儿帮助。
生物学教授赫尔曼·海尔迈耶(Hermann Heilmeier)参与了这个项目,他说:“我们在这片田地中培育各种能量作物,比如向日葵、玉米以及草庐等。但我们不会用它们制造能源产品,而是用于植物冶金。在德国,我们称其为‘植物采矿’。我们想将目前从土壤中提取的元素吸收到植物根茎中,收获后再从植物中提取所需元素。”
从经济学角度来看,这一过程也十分高效,因为提取锗的过程可发生在植物被用于制造生物沼气之后,大量成本都被现有的沼气场承担。伯塔乌说:“我们利用正常的生物沼气生成过程收集发酵产品,然后从中提取锗。这种下游加工过程的成本是可控的,所以即使量少,在经济上依然可行。”
从工业角度来看,这个过程拥有无比巨大的潜力。当然,在能够产生效益前,科学家们依然有大量工作要做。当前锗只能以极少的数量提取,每升只能提取几毫克。科学家们需要每升至少提取1克,但目前只有通过浓缩过程才有可能达到。
近年来,随着可穿戴设备未来的普及,相关原材料的重要性也逐渐凸显出来。未来随着市场对于智能手表等可穿戴设备的需求增加,传感器、光纤通信、触控面板等领域将受益,也将带动稀有金属铟、锗、镓等品种消费增长。智能穿戴是基于“物联网”思维建立的,而物联网的发展离不开光纤通信和传感设备的发展。
传感器材料主要涉及硅,其次是锗、砷化镓、锑化铟、碲化铅、硫化镉等金属。稀有金属镓在现代半导体工业应用广泛,主要以化合物砷化镓出现,占到金属镓总应用的80%左右,砷化镓主要用在3G手机、半导体无线通讯及LED照明上。
综上,近年来智能可穿戴技术行业不断传来利好,相关稀有金属原材料金属铟、锗、镓的投资需求值得大家关注。